(57)【要約】【課題】電子ペーパーの前面板の検査において、応答異常欠陥の目立つタイミングで前面板を撮像し、撮像画像内において局所的なムラとして含まれる応答異常欠陥を高精度に抽出するための検査装置、検査方法を提供すること。【解決手段】基板、電極、表示材料、導電性剥離フィルムとからなる電子ペーパー前面板の検査装置において、前記電極と前記導電性剥離フィルムとの間に第１の電気信号を印加することで前記表示材料を駆動させる第１の電気信号出力手段と、撮像手段と、前記撮像手段に、前記第１の電気信号と同期した第２の電気信号を出力する第２の電気信号出力手段と、画像入力手段と、画像処理手段と、前記前面板の検査を行う演算処理手段と、照明手段と、を具備することを特徴とする電子ペーパー前面板検査装置。【選択図】図１
2006017571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基板、電極、表示材料、接着層、導電性剥離フィルムとからなるディスプレイ前面板において、前記電極と前記導電性剥離フィルムとの間に第１の電気信号を印加することで前記表示材料を駆動させる第１の電気信号出力手段と、撮像手段と、前記撮像手段に、前記第１の電気信号と同期した第２の電気信号を出力する第２の電気信号出力手段と、前記撮像手段の出力をディジタル化する画像入力手段と、前記画像入力手段により記憶された画像情報を処理する画像処理手段と、前記画像処理手段に基づいて前記前面板の検査を行う演算処理手段と、前記撮像手段で撮像した画像、前記画像処理手段による処理画像、前記演算処理手段による検査結果を表示するモニタと、照明手段と、を具備することを特徴とする電子ペーパーディスプレイ前面板検査装置。
【請求項２】
前記画像処理手段が、
前記画像情報のうち、所定の注目画素を取り囲む第１の画素群の輝度平均値を算出する第１の輝度平均値算出手段と、前記注目画素を取り囲みかつ前記注目画素から前記第１の画素群よりも遠方に存在する第２の画素群の輝度平均値を算出する第２の輝度平均値算出手段と、前記注目画素の輝度値と前記第１の輝度平均値と前記第２の輝度平均値とを比較演算する比較演算手段と、前記比較演算の演算結果に基づいて前記注目画素の輝度値を操作する輝度値操作手段と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子ペーパーディスプレイ前面板検査装置。
【請求項３】
前記第１の電気信号と前記第２の電気信号により、複数の表示状態における前記前面板の画像を取得することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の電子ペーパーディスプレイ前面板検査装置。
【請求項４】
各前記画像間に差分演算を施し、形成された差分画像を取得、検査することを特徴とする請求項３記載の電子ペーパーディスプレイ前面板検査装置。
【請求項５】
前記差分画像を形成する際、予め第１の画像の輝度情報と第２の画像の輝度情報を取得しておき、それらの輝度情報に基づく値を前記差分画像に加算、あるいは減算することで前記差分画像の輝度平均値を所望の値にオフセットすることを特徴とする請求項４記載の電子ペーパーディスプレイ前面板検査装置。
【請求項６】
前記表示材料が、マイクロカプセル型電気泳動方式の表示材料であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子ペーパーディスプレイ前面板検査装置。
【請求項７】
画像情報のうち、所定の注目画素を取り囲む第１の画素群の輝度平均値を算出する第１の輝度平均値算出方法と、前記注目画素を取り囲みかつ前記注目画素から前記第１の画素群よりも遠方に存在する第２の画素群の輝度平均値を算出する第２の輝度平均値算出方法と、前記注目画素の輝度値と前記第１の輝度平均値と前記第２の輝度平均値とを比較演算する比較演算方法と、前記比較演算の演算結果に基づいて前記注目画素の輝度値を操作する輝度値操作方法と、を備えることを特徴とする画像検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子ペーパーディスプレイの主要部品である前面板の検査装置および画像検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
視認性が高く、書き換え可能で低消費電力といった特徴を持つ電子ペーパーディスプレイを実現するための技術として様々な方式の開発が進んでいる。電気泳動現象を利用したディスプレイは溶媒中の電荷を帯びた粒子が電界によって移動する現象を利用している。その中のひとつの技術としてマイクロカプセル型電気泳動方式が実用化されている。これは透明な液体が満たされたマイクロカプセル中に正、負に帯電した白い粒子と黒い粒子を入れ、外部電圧印加によってそれぞれの粒子を表示面に引き上げて画像を形成する。マイクロカプセルサイズはφ数十μｍ〜数百μｍと小さいので、このマイクロカプセルを透明なバインダに分散させるとインクのように、コーティングすることができる。このインクは外部から電圧を印加することで画像を描くことができるので、電子インクと呼ばれる。透明電極層を形成した透明フィルムにこの電子インクをコーティングし、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板に貼り合わせるとアクティブマトリクスディスプレイパネルができる。ここで、透明電極を形成した透明フィルム上に電子インクをコーティングした部品を「前面板」と呼び、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板を「背面板」と呼んでいる。前面板には様々な欠陥が発生するが、両者を貼り合わせてから欠陥検査を行うと、前面板の不良により、高価な背面板の正常品をも廃棄するというロスが生じてしまう。したがって、前面板、背面板それぞれの部品段階での欠陥検査が強く望まれている。
しかし、前面板単体では、マイクロカプセルに電圧を印加するための電極が片側にしか無いため、マイクロカプセルの正常動作確認をすることができないという問題がある。この問題を解決するために、前面板の剥離フィルムに導電性フィルムが使用されている。すなわち、導電性フィルムを、背面板の代替品としての第２の電極とすることで、前面板と高価な背面板とを貼り合わせなくても、前面板の透明電極と導電性フィルムとの間に電圧を印加して、マイクロカプセル内の粒子を移動させることができる。
ところが、前面板の欠陥の中には、印加電圧に対する応答が正常部に比べて速かったり遅かったりする応答異常欠陥とでもいうべき欠陥がある。応答異常欠陥は、前面板の表示が全面黒、全面白といった飽和状態においてはほとんど見えないが、前面板の表示状態が変化している途中、もしくは中間色表示時では局所的なムラとして現れる。このような欠陥を検査装置で検出することは容易でないため、人間の目視による検査、つまり官能検査が行われている。しかし、人間の官能に依存する官能検査においては、検査員による判定結果のばらつきを回避することはできない。特に、応答異常欠陥は、印加電圧に対する応答性の差に由来する欠陥であり、応答異常欠陥部と正常部との輝度差は常に一定というわけではない。さらに、あるタイミングで見えたとしても正常部との輝度差は小さいという性質をもつ欠陥であるため、応答異常欠陥の官能検査は主観的な要素が大きく、判定ばらつきが生じやすい。
この応答異常欠陥の有無を、検査員が前面板を白黒反転させながら観察し、応答異常欠陥の存在が認められた場合は、検査員の主観によってグレードと呼ばれる数値で評価する。例えば数値が大きいほど、応答異常欠陥の目立つ程度が大きいことを示すようにしている。
そこで、検査工数の削減を図り、また、物理的・定量的な評価法を確立して検査精度・信頼性を向上させるため、官能検査の自動化を要求する声が高まっている。
【０００３】
また、画像検査において、「注目画素の輝度値」と、「画素群の輝度の総和」とに基く発明は開示されているが（特許文献１参照）、ムラを検出するための検査方法としては、充分ではない。
【特許文献１】特開２００３−４２９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、その課題とするところは応答異常欠陥の目立つタイミングで前面板を撮像し、撮像画像内において局所的なムラとして含まれる応答異常欠陥を高精度に抽出するための検査装置、検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、
少なくとも基板、電極、表示材料、接着層、導電性剥離フィルムとからなるディスプレイ前面板において、前記電極と前記導電性剥離フィルムとの間に第１の電気信号を印加することで前記表示材料を駆動させる第１の電気信号出力手段と、撮像手段と、前記撮像手段に、前記第１の電気信号と同期した第２の電気信号を出力する第２の電気信号出力手段と、前記撮像手段の出力をディジタル化する画像入力手段と、前記画像入力手段により記憶された画像情報を処理する画像処理手段と、前記画像処理手段に基づいて前記前面板の検査を行う演算処理手段と、前記撮像手段で撮像した画像、前記画像処理手段による処理画像、前記演算処理手段による検査結果を表示するモニタと、照明手段と、を具備することを特徴とする電子ペーパーディスプレイ前面板検査装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、
前記画像処理手段が、
前記画像情報のうち、所定の注目画素を取り囲む第１の画素群の輝度平均値を算出する第１の輝度平均値算出手段と、前記注目画素を取り囲みかつ前記注目画素から前記第１の画素群よりも遠方に存在する第２の画素群の輝度平均値を算出する第２の輝度平均値算出手段と、前記注目画素の輝度値と前記第１の輝度平均値と前記第２の輝度平均値とを比較演算する比較演算手段と、前記比較演算の演算結果に基づいて前記注目画素の輝度値を操作する輝度値操作手段と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の電子ペーパーディスプレイ前面板検査装置である。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、
前記第１の電気信号と前記第２の電気信号により、複数の表示状態における前記前面板の画像を取得することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の電子ペーパーディスプレイ前面板検査装置である。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、
各前記画像間に差分演算を施し、形成された差分画像を取得、検査することを特徴とする請求項３記載の電子ペーパーディスプレイ前面板検査装置である。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、
前記差分画像を形成する際、予め第１の画像の輝度情報と第２の画像の輝度情報を取得しておき、それらの輝度情報に基づく値を前記差分画像に加算、あるいは減算することで前記差分画像の輝度平均値を所望の値にオフセットすることを特徴とする請求項４記載の電子ペーパーディスプレイ前面板検査装置である。
【００１０】
請求項６に記載の発明は、
前記表示材料が、マイクロカプセル型電気泳動方式の表示材料であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子ペーパーディスプレイ前面板検査装置である。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、
画像情報のうち、所定の注目画素を取り囲む第１の画素群の輝度平均値を算出する第１の輝度平均値算出方法と、前記注目画素を取り囲みかつ前記注目画素から前記第１の画素群よりも遠方に存在する第２の画素群の輝度平均値を算出する第２の輝度平均値算出方法と、前記注目画素の輝度値と前記第１の輝度平均値と前記第２の輝度平均値とを比較演算する比較演算方法と、前記比較演算の演算結果に基づいて前記注目画素の輝度値を操作する輝度値操作方法と、を備えることを特徴とする画像検査方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電子ペーパーディスプレイ検査装置および画像検査方法によれば、電子ペーパーディスプレイ前面板などの画像の検査において、応答異常欠陥の目立つタイミングで前面板を撮像するので、撮像画像内において局所的なムラとして含まれる応答異常欠陥を高精度に抽出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず、本発明の画像検査方法について、概要を説明する。
【００１４】
なお、以下に説明する方法は検査対象が無地のベタ状のものであれば適用可能である。
（a）ある特定の画素（注目画素）からｍ画素分だけ離れた位置に存在しかつこの注目画素を取り囲む複数の画素の輝度平均値を算出する。この処理を全画素について実行して第１の輝度平均値（以下、Ａ（ｉ，ｊ）と記す）を得る。
（b）注目画素からｎ（ｍ＜ｎ）画素分だけ離れた位置に存在しかつこの注目画素を取り囲む複数の画素の輝度平均値を算出する。この処理を全画素について実行して第２の輝度平均値（以下、Ｂ（ｉ，ｊ）と記す）を得る。
（ｃ）注目画素の輝度値（以下、ｆ（ｉ，ｊ）と記す）、上記（a）で得たＡ（ｉ，ｊ）、上記（b）で得たＢ（ｉ，ｊ）を比較演算し、その演算結果に基づいて注目画素の輝度値を操作することにより、局所的なムラを抽出することができる。
ここで、ｆ（ｉ，ｊ）は（ｂ）、（ｃ）で得られる注目画素の周囲に存在する２種類の画素群の輝度平均値との比較演算結果に基づく処理を施されることになるので、以下、この処理を２重フィルタ処理と称することにする。
つまり、本発明は、前述した２重フィルタ処理を施すことにより局所的なムラを抽出することを特徴とする検査方法を提供する。
本発明の検査方法において、前記比較演算方法は、次の何れかの方法を含むことができる。
（イ）ｆ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）との差、およびＡ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）との差を算出し、それぞれの値と所定の閾値との大小関係を比較演算する方法（以下、前者と比較する閾値をα１、α２（α１＞０、α２＞０）、後者と比較する閾値をβ１、β２（β１＞０、β２＞０）と記す）。
（ロ）ｆ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）との差をＢ（ｉ，ｊ）で除した値、およびＡ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）との差をＢ（ｉ，ｊ）で除した値を算出し、それぞれの値と所定の閾値との大小関係を比較演算する方法（以下、前者と比較する閾値をξ１、ξ２（ξ１＞０、ξ２＞０）、後者と比較する閾値をη１、η２（η１＞０、η２＞０）と記す）。
また、本発明の検査方法において、前記輝度値操作方法は、前記（イ）または（ロ）の比較演算結果に基づいた操作を含むことができる。以下、（イ）、（ロ）のそれぞれの場合について説明する。
（イ）の場合
（イ−１）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＞α１  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＞β１  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→ｐ×ｆ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をｐ倍（ｐ＞１）する
（イ−２）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＞α１  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）≦β１  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→Ａ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をＡ（ｉ，ｊ）に置換する
（イ−３）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＜α２  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＜β２  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→ｑ×ｆ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をｑ倍（ｑ＜１）する
（イ−４）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＜α２  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）≧β２  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→Ａ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をＡ（ｉ，ｊ）に置換する
（イ−５）  上記（１）、（２）、（３）、（４）以外のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→Ｂ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をＢ（ｉ，ｊ）に置換する
以上（イ−１）〜（イ−５）の一連の処理を、全画素を注目画素として順次実行することにより局所的なムラを強調することができる。しかも、本手法は、ｆ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）の比較演算結果のみならず、Ａ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）の比較演算結果をも考慮してｆ（ｉ，ｊ）を操作するため、画像情報に含まれる所定の大きさをもつムラに関しては上記ｐ、ｑの値に基づいて強調するとともに、スパイク状のノイズに関しては強調せずにＡ（ｉ，ｊ）またはＢ（ｉ，ｊ）で置換、つまり平滑化することができる。さらに、本発明の検査方法において、前記輝度値操作方法は、前記（イ−１）から（イ−５）の一連の処理の効果をより確実にするための処理として、（イ−５）の後にメディアンフィルタ処理を含むことができる。メディアンフィルタ処理により、強調された局所的なムラの輪郭を滑らかにするとともに、スパイク状のノイズを完全に除去することが可能となる。したがって、本発明は、局所的なムラの強調処理と、スパイク状ノイズの平滑化処理を同時に行う２重フィルタ処理を適用することを特徴とする検査方法を提供する。
また、本発明の検査方法において、前記輝度値操作方法は、前記（イ）の比較演算結果に基づくｆ（ｉ，ｊ）の操作を以下のように変更した２値化処理を含むこともできる。
（イ−１）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＞α１  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＞β１  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→１：ｆ（ｉ，ｊ）を１（白）にする
（イ−２）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＞α１  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）≦β１  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→０：ｆ（ｉ，ｊ）を０（黒）にする
（イ−３）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＜α２  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＜β２  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→１：ｆ（ｉ，ｊ）を１（白）にする
（イ−４）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＜α２  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）≧β２  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→０：ｆ（ｉ，ｊ）を０（黒）にする
（イ−５）  上記（１）、（２）、（３）、（４）以外のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→０：ｆ（ｉ，ｊ）を０（黒）にする
この場合は、前記（イ−１）〜（イ−５）の一連の処理の効果をより確実にするための処理として、（イ−５）の後に膨張・収縮処理を含むことができる。膨張・収縮処理により、抽出された局所的なムラの輪郭を滑らかにするとともに、スパイク状のノイズを完全に除去することが可能となる。
（ロ）の場合
（ロ−１）  （ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）＞ξ１  かつ  （Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）＞η１  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→ｐ×ｆ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をｐ倍（ｐ＞１）する
（ロ−２）  （ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）＞ξ１  かつ  （Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）≦η１  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→Ａ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をＡ（ｉ，ｊ）に置換する
（ロ−３）  （ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）＜ξ２  かつ  （Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）＜η２  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→ｑ×ｆ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をｑ倍（ｑ＜１）する
（ロ−４）  （ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）＜ξ２  かつ  （Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）≧η２  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→Ａ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をＡ（ｉ，ｊ）に置換する
（ロ−５）  上記（１）、（２）、（３）、（４）以外のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→Ｂ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をＢ（ｉ，ｊ）に置換する
以上（ロ−１）〜（ロ−５）の一連の処理を、全画素を注目画素として順次実行することにより局所的なムラを強調することができる。本手法は、本質的には（イ）の場合と同じであるが、刺激の強度が変化しても“相対弁別閾は一定”であるとするウェーバーの法則を積極的に反映させた手法であるといえる。つまり、（イ）の場合は注目画素とその周囲の画素の輝度の差を比較しているのに対して、（ロ）の場合は注目画素とその周囲の画素の輝度の差と周囲の画素の輝度との比を比較している。この場合についても、前記（ロ）の比較演算結果に基づくｆ（ｉ，ｊ）の操作を以下のように変更した２値化処理を含むこともできるのはもちろんである。
（ロ−１）  （ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）＞ξ１  かつ  （Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）＞η１  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→１：ｆ（ｉ，ｊ）を１（白）にする
（ロ−２）  （ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）＞ξ１  かつ  （Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）≦η１  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→０：ｆ（ｉ，ｊ）を０（黒）にする
（ロ−３）  （ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）＜ξ２  かつ  （Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）＜η２  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→１：ｆ（ｉ，ｊ）を１（白）にする
（ロ−４）  （ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）＜ξ２  かつ  （Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ））／Ｂ（ｉ，ｊ）≧η２  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→０：ｆ（ｉ，ｊ）を０（黒）にする
（ロ−５）  上記（１）、（２）、（３）、（４）以外のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→０：ｆ（ｉ，ｊ）を０（黒）にする
この場合は、前記（ロ−１）〜（ロ−５）の一連の処理の効果をより確実にするための処理として、（ロ−５）の後に膨張・収縮処理を含むことができる。膨張・収縮処理により、抽出された局所的なムラの輪郭を滑らかにするとともに、スパイク状のノイズを完全に除去することが可能となる。
【００１５】
次に、本発明の電子ペーパーディスプレイ前面板の検査装置の実施形態について説明する。図１は本発明による検査装置の構成図である。
【００１６】
同図において、１１は複数の出力チャネルを有する電気信号発生装置で、第１の出力信号（以下、駆動波形）はプロービング装置１２を介して検査対象物である前面板１３に、第２の出力信号（以下、トリガ信号）は撮像手段を形成するカメラ１４にそれぞれ送られる。駆動波形を印加された前面板１３は、駆動波形パターンに応じて白黒反転し、駆動波形と同期したトリガ信号を送られたカメラ１４はトリガ入力のタイミングで前面板１３を撮像する。１５は画像入力装置でカメラ１４に接続されている。１６はパーソナル・コンピューター（ＰＣ）で、電気信号発生装置１１と画像入力装置１５に接続され、駆動波形およびトリガ信号のパターンデータの生成、画像処理および判定処理のための計算処理を行う。１７はモニタで、カメラ１４で撮像した画像および検査結果等を表示する。
図２は、本発明の実施の形態による検査方法を示すフローチャート図である。本発明の実施の形態による検査方法は、被検査画像の取り込み（ステップ（図中Ｓで示す。以下、Ｓと略記することがある）２１、差分画像形成（Ｓ２２）、２重フィルタ処理（Ｓ２３）、２値化処理（Ｓ２４）、ラベリング処理（Ｓ２５）、良否判定（Ｓ２６）、および検査結果表示（Ｓ２７）という一連のステップによって行われる。以下、各ステップの内容をステップ順に説明する。
Ｓ２１：被検査画像の取り込み
はじめに、検査対象である前面板１３に印加する駆動波形パターンと、カメラ１４に入力するトリガ信号パターンをＰＣ１６にて設定し、前面板１３の複数種類の表示状態における表示画像をカメラ１４で撮像する。図３は、図１に示す検査装置において駆動波形とトリガ信号の関係、つまり撮像タイミングの１例を示す図であり、縦軸が電圧、横軸が時間を表している。図３では、正負の電圧印加中に５回ずつ、合計１０回前面板１３を撮像していることを表している。図３の撮像タイミングで撮像した画像を図４に示す。図４において、４０１〜４０５が、前面板１３の黒状態から白状態への変化途中に撮像した画像であり、４０６〜４１０が、前面板１３の白状態から黒状態への変化途中に撮像した画像である。
図４に示すように、応答異常欠陥は、前面板の表示状態が全面黒、全面白といった飽和状態に近づくほど目立たなくなり、変化途中のある一定の区間において応答の差として現れる。したがって、応答異常欠陥を画像情報として取得するには、前面板１３に印加する駆動波形パターンと同期させたカメラ１４に入力するトリガ信号パターンのタイミングが重要となる。
ここで、前面板の表示状態が飽和するまでに撮像できる回数が多いほど、応答異常欠陥が最も目立つタイミングで撮像されている可能性は高いので、撮像手段としては高フレームレートエリアカメラ等を用い、前面板の表示状態が変化している途中に複数回の撮像を行うことが望ましい。
Ｓ２２：差分画像形成
応答異常欠陥は前面板表示状態の変化途中において応答の差として現れるという特徴に着目すると、黒状態から白状態への変化途中に撮像した画像と、白状態から黒状態への変化途中に撮像した画像との差分画像こそが応答異常欠陥部と正常部との輝度差を最大ならしめ得る画像となる。
例えば、黒状態から白状態への変化過程で正常部よりも速く白くなる応答異常欠陥は、白状態から黒状態への変化過程においては正常部よりも速く黒くなる性質があるので、黒状態から白状態への変化途中に撮像した画像と、白状態から黒状態への変化途中に撮像した画像と、両者の差分画像を比較した場合、単独の画像よりも差分画像の方が応答異常欠陥部と正常部との輝度差は大きくなる。
黒状態から白状態への変化途中に撮像した画像の輝度平均値をA、白状態から黒状態への変化途中に撮像した画像の輝度平均値をBとすると、差分画像の輝度平均値はAとBの差の絶対値になるが、後の処理（２値化処理）を考えると差分画像の輝度平均値がある一定の値になるようにオフセットしておくことが好ましい。
例えば、差分画像の輝度平均値をCとしたい場合には、前記差分画像を構成する各画素の輝度に下記式（１）で定義されるDを加えればよい。
【００１７】
D＝C−｜A−B｜…（１）
ここで、D＞０では差分画像を構成する各画素にDの絶対値を加算することを意味し、D＜０では差分画像を構成する各画素からDの絶対値を減算することを意味する。
例として、図４の４０３と４０７の差分画像で、輝度平均値が１５０程度になるようにオフセットした（つまり、Ｃ＝１５０としたときの）画像を図５に示す。
Ｓ２３：２重フィルタ処理
続いて、Ｓ２２を実行して得られた差分画像（あるいはＳ２１で得た単独の画像でも良い）から局所的なムラである応答異常欠陥を抽出するために以下を内容とする２重フィルタ処理を実行する。２重フィルタ処理の処理手順を示すフローチャートを図６に示す。図６に示すように、Ｓ２３では、下記式（２）で示される第１の輝度平均値（Ａ（ｉ，ｊ））を算出する（Ｓ６１）。続いて、下記式（３）で示される第２の輝度平均値（Ｂ（ｉ，ｊ））を算出する（Ｓ６２）。続いて、注目画素の輝度値（ｆ（ｉ，ｊ））とＡ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）との比較演算を行う（Ｓ６３）。続いて、Ｓ６３の比較演算結果に基づいてｆ（ｉ，ｊ）を操作する（Ｓ６４）。以下、Ｓ６１〜Ｓ６４の具体的内容を説明する。なお、Ａ（ｉ，ｊ）を算出するＳ６１とＢ（ｉ，ｊ）を算出するＳ６２の順序は入れ替えても良い。
【００１８】
Ａ（ｉ，ｊ）＝（Σａ）／Ｍ…（２）
（ただし、ａ：前記画像のうち、（ｉ，ｊ）で示される位置に存在する画素を取り囲む第１の画素群を構成する画素の輝度値、Ｍ：（ｉ，ｊ）で示される位置に存在する画素を取り囲む第１の画素群を構成する画素の総数）
Ｂ（ｉ，ｊ）＝（Σｂ）／Ｎ…（３）
（ただし、ｂ：前記画像のうち、（ｉ，ｊ）で示される位置に存在する画素を取り囲む第２の画素群を構成する画素の輝度値、Ｎ：（ｉ，ｊ）で示される位置に存在する画素を取り囲む第２の画素群を構成する画素の総数）
Ｓ６１：Ａ（ｉ，ｊ）の算出
Ａ（ｉ，ｊ）の算出は前述のように式（２）に基づく演算を行う。図７を用いて式（２）の内容を説明する。式（２）のうち、Σａは、注目画素７１からｍ個だけ離れた位置に存在する画素群を構成する各画素の輝度値の総和を表している。図７において、黒く塗りつぶされた画素が注目画素７１であり、ｍ個だけ離れた位置に存在する画素群７２は横線が引かれている。なお、図７はｍ＝２の例を示している。次に、式（２）のＭは注目画素７１を取り囲む第１の画素群を構成する画素の総数を表している。したがって、図７ではＭ＝８ｍとなる。なお、注目画素７１が被検査対象の額縁付近に存在する場合、ｍ個だけ離れた位置に被検査対象が存在しない場合もあり得る。その場合には、ミラー処理によって被検査対象が存在しない領域の画素を、被検査対象が存在する領域の画素に置き換えてから演算を行えば良い。Ｓ６２における第２の輝度平均値（Ｂ（ｉ，ｊ））の算出についても同様である。
Ｓ６２：Ｂ（ｉ，ｊ）の算出
Ｂ（ｉ，ｊ）の算出は前述のように式（３）に基づく演算を行う。図７を用いて式（３）の内容を説明する。式（３）のうち、Σｂは、注目画素７１からｎ個だけ離れた位置に存在する画素群を構成する各画素の輝度値の総和を表している。図７において、ｎ個だけ離れた位置に存在する画素群７３は斜線が引かれている。なお、図７はｎ＝５の例を示している。次に、式（３）のＮは注目画素７１を取り囲む第２の画素群を構成する画素の総数を表している。したがって、図７ではＮ＝８ｎとなる。
本発明の実施の形態では、Ａ（ｉ，ｊ）、Ｂ（ｉ，ｊ）を図７に示す画素群から算出したが、Ａ（ｉ，ｊ）、Ｂ（ｉ，ｊ）を算出する画素群としては、注目画素７１を回転軸として９０度回転させてもその形を不変に保つものであれば良い。
Ｓ６３：ｆ（ｉ，ｊ）とＡ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）との比較演算
ｆ（ｉ，ｊ）とＡ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）との比較演算方法は、次の何れかの方法を含むことができる。
（イ）ｆ（ｉ，ｊ）とＡ（ｉ，ｊ）との差、およびＡ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）との差を算出し、それぞれの値と所定の閾値との大小関係を比較演算する方法（以下、前者と比較する閾値をα１、α２（α１＞０、α２＞０）、後者と比較する閾値をβ１、β２（β１＞０、β２＞０）と記す）。
（ロ）ｆ（ｉ，ｊ）とＡ（ｉ，ｊ）との差をＡ（ｉ，ｊ）で除した値、およびｆ（ｉ，ｊ）とＢ（ｉ，ｊ）との差をＢ（ｉ，ｊ）で除した値を算出し、それぞれの値と所定の閾値との大小関係を比較演算する方法（以下、前者と比較する閾値をξ１、ξ２（ξ１＞０、ξ２＞０）、後者と比較する閾値をη１、η２（η１＞０、η２＞０）と記す）。
以下、本発明の実施の形態として、（イ）の場合を選択することにする。
Ｓ６４：ｆ（ｉ，ｊ）の操作
（イ）の場合では、Ｓ６３の比較演算結果に基づくｆ（ｉ，ｊ）の操作は以下のようになる。
（イ−１）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＞α１  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＞β１  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→ｐ×ｆ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をｐ倍（ｐ＞１）する
（イ−２）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＞α１  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）≦β１  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→Ａ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をＡ（ｉ，ｊ）に置換する
（イ−３）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＜α２  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＜β２  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→ｑ×ｆ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をｑ倍（ｑ＜１）する
（イ−４）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＜α２  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）≧β２  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→Ａ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をＡ（ｉ，ｊ）に置換する
（イ−５）  上記（１）、（２）、（３）、（４）以外のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→Ｂ（ｉ，ｊ）：ｆ（ｉ，ｊ）をＢ（ｉ，ｊ）に置換する
ここで、図５に処理Ｓ６４を施すことにより得られた画像を図８に示す。この画像はモニタ１７に表示することができる。なお、この画像は前述のｍ、ｎをｍ＝２、ｎ＝１０とし、α１、α２、β１、β２をα１＝α２＝５．２、β１＝β２＝４．７とし、ｐ、ｑをｐ＝０．２、ｑ＝２．０として演算処理した結果である。なお、Ｓ６３として（ロ）を選択した場合でも、ξ１、ξ２、η１、η２を適切に設定することで、この結果と同様な画像が得られることはもちろんである。
本発明の実施の形態では、（イ−５）の後にメディアンフィルタ処理を適用することにより、強調された局所的なムラの輪郭を滑らかにするとともに、スパイク状のノイズを完全に除去することが可能となる。図８にメディアンフィルタ処理を適用した画像を図９に示す。図９に示すように、図８において強調された局所的なムラの輪郭は滑らかになり、若干残っていたスパイク状のノイズに関しても完全に除去されていることがわかる。本発明の実施の形態においては、Ｓ６４として上記に述べた方法を選択したが、（イ−１）〜（イ−５）の一連の処理を、以下のような２値化処理に変更しても良い。
（イ−１）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＞α１  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＞β１  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→１：ｆ（ｉ，ｊ）を１（白）にする
（イ−２）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＞α１  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）≦β１  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→０：ｆ（ｉ，ｊ）を０（黒）にする
（イ−３）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＜α２  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＜β２  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→１：ｆ（ｉ，ｊ）を１（白）にする
（イ−４）  ｆ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）＜α２  かつ  Ａ（ｉ，ｊ）−Ｂ（ｉ，ｊ）≧β２  のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→０：ｆ（ｉ，ｊ）を０（黒）にする
（イ−５）  上記（１）、（２）、（３）、（４）以外のとき
ｆ（ｉ，ｊ）→０：ｆ（ｉ，ｊ）を０（黒）にする
この場合はＳ２３がＳ２４を含むことになるので、（イ−１）〜（イ−５）の一連の処理の効果をより確実にするための処理として、（イ−５）の後に膨張・収縮処理を含むことができる。膨張・収縮処理により、抽出された局所的なムラの輪郭を滑らかにするとともに、スパイク状のノイズを完全に除去することが可能となる。もちろん、（ロ）の場合も同様である。
Ｓ２４：２値化処理
Ｓ２３で得られた２重フィルタ処理画像に対し、所定の閾値を使用して２値化処理を行う。Ｓ２４により得られた２値画像を図１０に示す。Ｓ２４で抽出された画素ブロック１０１は、Ｓ２５においてラベリング処理が施される。なお、Ｓ２４により得られる２値画像はモニタ１７に表示させることができる。
Ｓ２５：ラベリング処理
Ｓ２４で抽出された画素ブロック１０１は、Ｓ２５によりラベリングされ、その面積、座標位置、幅、高さ等の定量値が算出される。
Ｓ２６：良否判定
Ｓ２５で算出された定量値に基づき、披検査対象の良否判定が行われる。この良否判定結果はモニタ１７に表示される（Ｓ２７）。以上説明したように、本発明の実施の形態によれば、応答異常欠陥の目立つ画像を取得することができる。また、前面板の黒状態から白状態への変化途中に撮像した画像と、白状態から黒状態への変化途中に撮像した画像との差分画像を形成することで、応答異常欠陥部と正常部との輝度差が最大となる画像を取得することができる。さらに、２重フィルタ処理を用いることにより、局所的なムラを抽出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態による検査装置のシステム構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態による検査方法手順を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態による撮像タイミングの１例を示す図である。
【図４】図３の撮像タイミングで撮像した前面板の画像を示す図である。
【図５】図４の４０３と４０７の差分画像で、輝度平均値が１５０程度になるようにオフセットした（つまり、Ｃ＝１５０としたときの）画像を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態による２重フィルタ処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態による２重フィルタ処理を説明するための図である。
【図８】図５の画像に、ｍ、ｎをｍ＝２、ｎ＝１０とし、α１、α２、β１、β２をα１＝α２＝５．２、β１＝β２＝４．７とし、ｐ、ｑをｐ＝０．２、ｑ＝２．０として演算処理した結果の画像データを示す図である。
【図９】図８の画像に、メディアンフィルタ処理を適用した後の画像データを示す図である。
【図１０】図９の画像に、２値化処理を適用した後の画像データを示す図である。図である。
【符号の説明】
【００２０】
１１…電気信号発生装置
１２…プロービング装置
１３…前面板
１４…カメラ
１５…画像入力装置
１６…パーソナル・コンピューター（ＰＣ）
１７…モニタ
７１…注目画素
７２…第１の画素群
７３…第２の画素群
１０１…画素ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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